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新能源电动汽车发展历程、现状以及制造技术

作者: 东方红丽 发布时间: 2020年10月15日 03:41:11

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编者按

随着国家对环保的重视以及能源使用的长期规划政策影响,近年来我国新能源汽车发展非常迅速,今后还可能会加快发展。本文主要介绍了新能源电动车的三大核心零部件以及相关的制造工艺,并对其未来的发展表达了一点看法。

新能源电动汽车发展历程、现状以及制造技术

上汽大众高级经理 张书桥

1.世界新能源汽车发展历程

1993年9月美国推出了汽车能源可持续发展的PNGV计划(the partnership for a new generation of vehicle),美国联邦政府和美国大汽车公司为实现PNGV计划投入了大量的资金和技术力量。美国三大汽车公司进行了分工合作,围绕安全、节能减排及环保等,全面研究新能源、能源储备、电子技术、新型材料、制造技术及车辆轻量化,开发和制造了多种新型概念车,推动电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车达到规模经济效益。

美国在2002年9月发布的“自由汽车开发计划”在很多方面为新能源汽车发展推进了一步,特斯拉是一个受益者和成功的案例。

欧盟在欧洲推出新能源和电动汽车的研究计划,推出的FP(framework programme)系列计划中,1998—2002年的FP5计划中的“能源环境可持续发展”小项目,对燃料电池及其相关技术进行了广泛的研究,2008年金融危机后,欧盟提出了“环保型经济的中期规划”,打造具有国际水平的绿色产业,同时各国有各自的研究计划。电动车似乎已成为英国建设“净零”城市的重要抓手,承诺在2050年之前将碳排放量降为零。

日本由于石油几乎全部依靠进口,因此,20世纪70年代就注意对电动汽车的研究和开发。2000—2015年由日本经济产业负责实施氢燃料电池示范工程,丰田公司1997年在全球率先开始销售量产混合动力乘用车普锐斯,2000年在北美、欧洲等销售,到2007年就突破100万辆,2019年丰田的氢燃料电池车Mirai充氢只需3~5min,5kg氢气可续航650km。

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“十一五”期间我国为发展节能、减排及环保汽车,制定了中国新能源汽车“三纵、三横”的发展规划,将开发重点倾向于混合动力汽车,并推出纯电动汽车关键技术研发和市场应用路线,之后再进一步带动电动燃料汽车的推广,展示了中国新能源汽车战略路线图。在国家的推动下,汽车企业积极行动,目前新能源电动车在世界范围内处于领先地位。

2.电动汽车发展现状

2014、2015及2016年,全球电动汽车市场连续增长超过50%,2016年中国电动汽车市场超过100万辆,占世界的50%以上。2012年美国电动汽车销量是中国的4倍,中国只是一个配角。2016年中国电动汽车的销量是美国的2倍,占全球的40%。

2018年全球电动汽车销量总数为210万辆,占整个乘用车市场2.2%。2019年全球电动汽车销量达到230万辆,市场份额为2.5%。2019年燃油车相比2018年下降435万辆,降幅为4.7%。

美国2019年电动汽车市场下降3.2万辆,降幅为8.9%,燃油车下降18万辆,降幅1%。美国电动汽车市场份额从2.1%降到1.9%。中国2019年汽车销量为2576.9万辆,同比下降8.2%,其中电动车120.6万辆,市场份额从4.5%上升到4.7%。

图1为2017、2018及2019年中国乘用车市场每月的销量。预计2020年欧洲燃油车的产量1450万辆,电动汽车有望突破100万辆,约占市场份额6%。预计2020年汽车总销量持续下降,电动车反而会增长,有望突破3%。

新能源电动汽车发展历程、现状以及制造技术

图1 2017、2018及2019年中国乘用车市场月销量

3.电动汽车三大核心零件

(1)电动机。与传统能源汽车不同,电动汽车的核心是三电技术,即电动机、电池和电控技术。

目前电动汽车的驱动电动机有以下几种:直流电动机、交流感应电动机、永磁无刷直流电动机、永磁同步电动机及开关磁阻电动机。

美国2025年电动机发展路线见表1,通过提高高硅钢片牌号降低中高速段铁耗,通过发卡阻工艺降低铜耗等,这些方法都能够提高电动机效率。

表1 美国电动机发展情况

新能源电动汽车发展历程、现状以及制造技术